כבלי אוויר הם-מוליכים חיצוניים-כבדים המיועדים להתקנה מעל עמודים, מגדלים ובניינים. הם מיושמים באופן נרחב בתקשורת, רשתות סיבים אופטיים ומערכות חלוקת חשמל, התומכות במתחים של עד 69000 וולט. כבלים אלה בנויים עם מעילים חיצוניים עמידים- UV ועמידים בפני מזג אוויר, נועדו לעמוד בתנאי סביבה קשים. דגמים רבים משלבים גם חוטי שליח פלדה-מובנים עבור חוזק מכני נוסף, המספקים ביצועים אמינים נגד רוח, קרח ומתחים חיצוניים אחרים.
עם זאת, "כבל אוויר" מכסה למעשה שתי משפחות מוצרים שונות שלעתים קרובות מתלכדות יחד.כבל סיב אופטי אווירימעביר נתונים באמצעות אותות אור ומופיע ברשתות טלקום, גישה בפס רחב ו-5G backhaul. כבלי חשמל אוויריים נושאים זרם חשמלי לקווי ההולכה והחלוקה. החומרים, המבנים והיגיון הבחירה עבור שתי המשפחות הללו שונים, ולכן מדריך זה מכסה את שתיהן.
סוגי כבלי אוויר וכיצד לבחור
כבלי אוויר-תומכים בעצמם (ADSS ואיור-8)
כבל ADSS (כל-תומך דיאלקטרי עצמי-
כבל ADSSמכיל אפס מתכת. איברי החוזק שלו הם סיבי ארמיד, ללא פלדה, ללא אלומיניום וללא שום דבר מוליך בשום מקום במבנה. שכל-הבנייה הדיאלקטרית היא בדיוק הסיבה ש-ADSS היא היחידהסיב אוויריסוג כבל מדורג להתקנה לצד קווי הולכה-במתח גבוה, שבהם מתח מושרה, ברקים והפרעות אלקטרומגנטיות הם דאגות קבועות.
מכיוון ש-ADSS תומך בעצמו בין עמודים, אין צורך בחוט מסנג'ר נפרד. ADSS סטנדרטי מטפל בטווחים של 700 עד 1,000 מטרים בהתאם למשקל הכבל, אזור הרוח והעמסת הקרח, מה שהופך אותו לברירת המחדל עבור בניית פס רחב כפרית, פרויקטים של סיבים במסדרונות שירות וכל מסלול העובר במקביל לקווי HV קיימים. העלות היא המסחר- העיקרי: חיזוק ארמיד מניע את המחיר ל-מטר שמעל הכבל המקושר. מסלולים ליד מוליכים HV זקוקים גם למעטפת AT (אנטי-מעקב) ולא מעטפת PE רגילה כדי למנוע נזק לקשתות.
איור-8 כבל
השם בא מצורת החתך-. חוט שליח פלדה מחובר ישירות לגוף הכבל, ויוצר פרופיל -שמונה. עם המסנג'ר המובנה, אין גדיל תמיכה נפרד להתקנה, מה שמפחית את עלויות החומרה ומזרז את הפריסה. הדגמים הנפוצים כוללים את GYTC8S ו-GYXTC8Y.
קיבולת הטווח קצרה מ-ADSS, בדרך כלל 100 עד 200 מטר. טווח זה תואם את מרווח העמודים העירוני טיפוסי, כך שכבל איור-8 מתאים היטב לרשתות טלקום עירוניות, FTTH במייל האחרון יורד ככבלכבל ירידת אוויר, מבנים בקמפוס ודרכי הפצה פרבריים. שליח הפלדה המשולב שולל מסלולים ליד קווי מתח גבוה- עקב הפרעות אלקטרומגנטיות וסכנת ברקים.
בקצרה: אם המסלול שלך עובר ליד תשתית העברת חשמל, או שהטווחים שלו עולים על 200 מטרים ללא גדיל מסנג'ר קיים, לכו עם ADSS. אם המרווח בין מוטות קצר, אתה צריך מהירות, והמסלול נקי מקווי HV, איור 8 עושה את העבודה בעלות נמוכה יותר.
Catenary-כבלי אוויר נתמכים (כבל מושך)
Strand-and-lash היא הגישה המסורתית. חוט שליח פלדה נמתח בין מוטות קודם, ואזקשירה של כבל סיבים אופטייםלגדיל זה מתבצע עם-חוט קשירה קטן באמצעות מכונת קשירה בכבלים. כבלי הסיבים המשמשים כאן הם סוגי צינורות רופפים- סטנדרטיים חיצוניים. גדיל השליח מטפל בכל העומס המכני; הכבל רק צריך לשרוד את התנאים הסביבתיים.
המקום שבו כבל מקושר באמת בולט הוא יכולת ההרחבה. ניתן להוסיף כבלים מרובים לאותו חוט שליח דרךמצפיםככל שהביקוש לקיבולת גדל, מבלי לגעת בחומרת המוט. ספקי טלקום ומפעילי CATV המתכננים שדרוגים מצטברים נוטים להעדיף זאתכבלים אווירייםגישה מסיבה זו. זה גם הנתיב החסכוני ביותר כאשר גדיל שמיש כבר נמצא על המוטות.
החיסרון הוא עבודה. שתי פעולות נפרדות (התקנת גדילים ולאחר מכן קשירת כבלים) פירושה יותר שעות צוות מאשר התקנה עצמית-תומכת. כל רכיב מתכתי זקוק לחיבור והארקה בכל עמוד להגנה מפני ברקים וזרם תקלה. כבל מסובך הגיוני כאשר גדיל המסנג'ר הקיים כבר במקום, כאשר אתה מצפה להוסיף כבלים נוספים מאוחר יותר, או כאשר המסלול עוקב אחר קווי CATV או עמודי טלקום.
כבלי חשמל אוויריים: השוואה בין סוגי מוליכים
בצד הכוח, כבלי אוויר הם בדרך כלל מוליכים חשופים (לא מבודדים). האוויר מספק את הבידוד. ההחלטה ההנדסית האמיתית מסתכמת באיזון מוליכות, חוזק מכני, משקל ועלות עבור המסלול הספציפי.
AAC (כל אלומיניום מוליך) הוא אלומיניום טהור תקוע עם 99.7% טוהר מינימלי. הוא מציע את המוליכות הגבוהה ביותר ועמידות בפני קורוזיה הטובה ביותר מכל מוליך עילי נפוץ, אך בעל חוזק המתיחה הנמוך ביותר. זה מגביל את AAC לתפוצה עירונית קצרה- ולאזורי חוף שבהם אוויר מלח ישחית אלטרנטיבות מחוזקות בפלדה-.
AAAC (All Aluminum Alloy Conductor) משתמש בסגסוגת אלומיניום מטופלת בחום-(6201-T81) במקום אלומיניום טהור, מה שמגביר את יחס החוזק-ל-המשקל ומשפר את ביצועי הצניחה תוך שמירה על עמידות טובה בפני קורוזיה. תחשוב על זה כמוליך הקרקע האמצעי-: הוא מתמודד עם טווחים מתונים (150 עד 300 מטר) ללא פגיעות קורוזיה של ליבת פלדה, וזו הסיבה שהוא מנצח לעתים קרובות בפרויקטים של הפצה כפרית באזורי זיהום חופים או תעשייתיים.
ACSR (אלומיניום מוליך פלדה מחוזק) הוא סוס העבודה. שכבות של חוטי אלומיניום עטופים סביב ליבת פלדה מגולוונת מעניקות לו חוזק מתיחה שלא כל מוליך האלומיניום יכול להתאים לו. עבור טווחים ארוכים, העמסת קרח כבדה, אזורי רוח חזקים או חציית נהרות, ACSR היא בדרך כלל נקודת ההתחלה. שני דברים שכדאי לצפות בהם: ליבת הפלדה יכולה להחליד בסביבות לחות אפילו עם גלוון, והאלומיניום מתחיל להתחשל מעל כ-75 מעלות פעולה רציפה.
ACCC (Aluminum Conductor Composite Core) מחליפה את ליבת הפלדה בקומפוזיט סיבי פחמן -עם התפשטות תרמית נמוכה בערך פי עשרה. בשילוב עם גדילי אלומיניום טרפזיים, ACCC נושא בערך פי שניים מהזרם של ACSR בגודל- זהה. מקרה השימוש העיקרי הוא הולכה מחדש של קווי תמסורת קיימים לקיבולת גבוהה יותר מבלי לבנות מחדש מגדלים. התקציב הוא השער: ACCC פועל פי 2.5 עד 3 מהעלות של ACSR.
| סוג כבל | דרוש מסנג'ר | טווח טיפוסי | ליד קווי HV | הטוב ביותר עבור | עלות יחסית |
|---|---|---|---|---|---|
| ADSS | לֹא | עד 1,000 מ' | כֵּן | מסדרונות שירות, פס רחב כפרי | גָבוֹהַ |
| איור-8 | לא (משולב) | 100–200 m | לֹא | עירוני טלקום, FTTH, קמפוס | בֵּינוֹנִי |
| כבל מלוטש | כן (גדיל נפרד) | תלוי בגדיל | לא (מתכתי) | CATV, תא מטען טלקום, מסלולים הניתנים להרחבה | עלות נמוכה (כבל) + גדיל |
| מְנַצֵחַ | חוֹמֶר | חוזק מתיחה | עמידות בפני קורוזיה | ביצועי שאג | הטוב ביותר עבור |
|---|---|---|---|---|---|
| AAC | אלומיניום טהור | נָמוּך | מְעוּלֶה | גרוע (צניחה כבדה) | תפוצה עירונית קצרה-, אזורי חוף |
| AAAC | סגסוגת אלומיניום 6201-T81 | בֵּינוֹנִי | טוֹב | טוֹב | חלוקת מתח בינונית-, סביבות קורוזיביות |
| ACSR | אלומיניום + ליבת פלדה | גָבוֹהַ | בינוני (פלדה קורוזיה) | טוֹב | שידור HV למרחקים-ארוכים, אזורי עומס כבדים |
| ACCC | אלומיניום + ליבה מרוכבת | גָבוֹהַ | מְעוּלֶה | מעולה (צניחה תרמית מינימלית) | שדרוגי קיבולת, פעולה-בטמפרטורה גבוהה |
כיצד להתקין כבלי אוויר
סקר טרום-התקנה
לפני כלהתקנת כבל אווירמתחיל, סקר שטח מכסה את תכנון המסלול (מיקומי מוטות, אורכי טווח, עוגן ונקודות{0}} ללא מוצא), זיהוי מכשולים (כבלים קיימים, חציית כבישים, דרישות פינוי לפי קוד מקומי), בחירת נקודות חיבור (רצוי בעמודים ולא באמצע-הטווח, עם רפיון מתוכנן), והערכת שיטת גישה לרכב לאורך קו המוט.
שיטת סליל נייח (אחורה-משיכה)
סליל הכבל נשאר במצב קבוע. בלוקי כבלים זמניים מותקנים בכל מוט, מושחל דרכו קו משיכה והכבל נמשך למקומו באמצעות כננת או רכב משיכה. המתח מנוטר לאורך כל הדרך באמצעות דינמומטר ואסור לעלות על MRCL של היצרן. לאחר שהכבל מגיע למיקום הסופי, הוא נמתח לכוון צניחה ומסתיים בעמודים ללא מוצא.- עבור התקנות מלוכדות, הכבל מוצמד לגדיל ומוסרים בלוקים זמניים.
מתאים ביותר למסלולים שבהם הכבל חייב לעבור מעל מפעל אווירי קיים או מכשולים. דורש יותר עבודה בהתקנה מאשר הזזת סליל עקב התקנה והסרה של חסימות.
שיטת גלגל הזז (כונן-כבוי)
סליל הכבל מותקן על נגרר או משאית קו אווירי. הרכב נוסע לאורך קו המוט משלם כבל בזמן שטכנאי בדלי האווירי מנחה אותו אל הגדיל ומזין אותו דרך הקשירה. הקשירה עוטפת חוט קשירה סביב כבל וגדיל במעבר רציף אחד. אין להשתמש בבלם סליל. בכל עמוד הטכנאי מעביר את הקשירה לטווח הבא.
פעולת-מעבר אחד, מהירה משמעותית מסליל נייח. דורש מסלולים ישרים ופתוחים עם גישה טובה לרכב. לא מתאים למסלולים עם עיקולים חדים או גישה מוגבלת לכביש.
התקנה עצמית-תומכת בכבלים
עֲבוּרהתקנת סיבים אווירייםבאמצעות ADSS, מיתרי מתח היא השיטה הסטנדרטית. הכבל נמשך תחת מתח מבוקר דרך קוביות ריצה (אלומות) בכל עמוד, ולאחר מכן מהודק עם חומרת מתלה ללא מוצא ו-המותאמת לקוטר הכבל הספציפי ולמתח המדורג. גודל החומרה הוא קריטי; מהדקים לא תואמים מרכזים לחץ על המעיל וגורמים לכשל בטרם עת בנקודות החיבור.
התקנת כבל סיבים אווירייםעבור איור-8 פשוט יותר. הכבל מהודק על ידי אונת השליחים המשולבת שלו לתוך מתלה סטנדרטי וחומרה ללא מוצא בכל מוט, ואז מתוחים לצניחה הנכונה. אין צורך בקשירה. יש לכבד את רדיוס הכיפוף המינימלי בנקודות החיבור כדי להגן על יחידת הסיבים.
Splicing and Post{0}}התקנה
סגירי חיבור (כיפה או מוטבעים) חייבים להיות מדורגים עבור חשיפה אווירית חיצונית ומורכבים על הגדיל, הכבל או המוט. לולאות שירות מאובטחות בכל מקום שחבור עם אביזרי נעלי שלג. לולאות טפטוף נוצרות בכל מתחם או נקודת כניסה לבניין.
כל הרכיבים המתכתיים (גדיל שליח, חוט קשירה, רכיבי כבל מתכת) דורשים הדבקה והארקה בכל עמוד. כבלים דיאלקטריים כמו ADSS אינם דורשים הארקה.
בדיקה שלאחר-התקנה מכסה בדיקה ויזואלית לאיתור עיקולים או נזקים, אימות אטם סגירה, אישור לולאת טפטוף, תאימות לגובה מרווח ובדיקת OTDR מקצה ל-לאמת המשכיות הסיבים.
כבל אוויר לעומת כבל תת קרקעי
כמעט כל פרויקט רשת או קו חשמל פוגע בסופו של דבר בנקודת ההחלטה הזו. התשובה תלויה בסביבה הספציפית, בתקציב ובאופן שבו אתה שוקל עלות-לטווח קצר מול אמינות-לטווח ארוך.
| גוֹרֵם | כבל אוויר | כבל תת קרקעי |
|---|---|---|
| עלות התקנה | תחתון: משתמש בעמודים קיימים, ללא חפירה | גבוה יותר: תעלות, צינור, מילוי חוזר, שיקום פני השטח |
| מהירות פריסה | מהיר: הצוותים יכולים לעבור מרחקים ארוכים ביום אחד | איטי: חפירה והיתר מוסיפים שבועות |
| אֲמִינוּת | חשוף לרוח, קרח, עצים נופלים, פגיעות כלי רכב וחיות בר | הרבה יותר אמין באזורי מזג אוויר קשים (קבור מתחת לקו הכפור, חסין מפני רוח/קרח) |
| תחזוקה ותיקון | תקלות גלויות ונגישות; רוב התיקונים נמשכים שעות | מיקום התקלה מצריך ציוד בדיקה; פירושו של תיקונים הוא חפירה מחדש- |
| תוחלת חיים | 15-25 שנים תלוי בסביבה ואיכות הכבלים | 25-40 שנים עקב הגנת UV/רוח/טמפרטורה |
| השפעה חזותית | גלוי על מוטות; יכול להשפיע על אסתטיקת השכונה | בִּלתִי נִרְאֶה; מועדף על ידי עיריות ו-HOAs |
| מדרגיות | קל להוסיף קיבולת על ידי חפיפה או הוספת כבלים | יקר ומפריע להוסיף יכולת לאחר הקבורה |
| רגישות לשטח | עובד היטב עם תשתית עמודים קיימת בשטח פתוח | מאותגר על ידי אדמה סלעית, שורשי עצים, כלי עזר תת קרקעיים צפופים |
כאשר אוויר היא הבחירה הטובה יותר: תקציבים צפופים ולוחות זמנים אגרסיביים; פס רחב כפרי עם קווי עמוד קיימים; מסלולים שבהם אתה מצפה להוסיף קיבולת לאורך זמן; אזורים שבהם סלע, פרמפרסט או מערכות שורשים צפופות הופכים את התעלות לא מעשי.
כַּאֲשֵׁרכבל תת קרקעיהיא הבחירה הטובה יותר: אזורים עם סופות קרח תכופות, הוריקנים או רוחות עזות; אזורי מגורים עירוניים שבהם ההיתרים מעדיפים תשתיות קבורות; מתקנים קריטיים (בתי חולים, מרכזי נתונים) שבהם זמן הפעולה המקסימלי אינו ניתן- למשא ומתן; מסדרונות איפהכבל סיב אופטי עיליאו כבלי אוויר אחרים יעמדו בפני נזק פיזי חוזר ונשנה.
שאלות נפוצות
ש: מהו הטווח המרבי עבור כבל אוויר?
ת: זה תלוי בסוג הכבל. כבל סיבי ADSS יכול להגיע ל-700 עד 1,000 מטר בין מבנים בהתאם למשקל הכבל ואזור הרוח/קרח. איור 8 כבל סיבים מתנשא למרחק של כ-100 עד 200 מטרים. עבור מוליכים מתח, טווחי ACSR עולים בדרך כלל על 300 מטרים במגדלי תמסורת, כשהמגבלה המדויקת מונעת על ידי משקל המוליך, המתח העיצובי והצניחה המותרת.
ש: כמה זמן מחזיקים כבלי אוויר?
ת: כבלי סיבים אוויריים נושאים חיי עיצוב טיפוסיים של 20 עד 25 שנים עם התקנה נכונה. מוליכי חשמל כמו ACSR משרתים באופן קבוע 40 שנה או יותר, אם כי יש לבדוק את ליבת הפלדה מעת לעת לאיתור קורוזיה באקלים לח. משתני תוחלת החיים הגדולים ביותר הם חשיפת UV, חומרת מזג האוויר ואיכות ההתקנה.
ש: האם כבלי אוויר יכולים לעמוד במזג אוויר קיצוני?
ת: הם בנויים לחשיפה חיצונית, אך אינם בלתי פגיעים. קרח מוסיף משקל מת שיכול למשוך צניחת מתחת למרווח בטוח או חומרת הצמד. רוחות מתמשכות יוצרות העמסה דינמית ויכולות לעורר דהירת מוליך. קרינת UV משפילה את המעיל לאורך שנים. כבלים שצוינו לאזורים חמורים משתמשים במעילים כבדים יותר, חיזוק חזק יותר ואורך טווח קצר יותר.
ש: מה ההבדל בין כבל ADSS לכבל OPGW?
ת: ADSS הוא כבל סיבים דיאלקטריים המתווסף לקווים קיימים לתקשורת נתונים, הניתן להתקנה בכל עת ללא הפסקה. OPGW מחליף את חוט מגן הברקים במגדלי HV ועושה עבודה כפולה: הארקה פלוס העברת נתונים בסיבים. OPGW דורש הפסקה מתוכננת ובדיקה מבנית כדי להתקין.
ש: האם נחושת או אלומיניום טובים יותר עבור כבלי חשמל אוויריים?
ת: אלומיניום הוא תקן התעשייה בפער גדול. זה בערך חצי ממשקל הנחושת בקיבולת זרם שווה ועולה הרבה פחות. נחושת עדיין משמשת להארקה ולכניסות קצרות לבניין, אבל קווים עיליים מבוססים כמעט אך ורק על אלומיניום-(AAC, AAAC, ACSR). נושא אחד ספציפי לאלומיניום: הוא יוצר שכבת תחמוצת בנקודות החיבור שמגבירה את ההתנגדות למגע, ולכן הכנה נכונה של מפרקים חיונית במהלך ההתקנה.